复杂型结构滑模施工工法
摘要:在水工建筑物中如:闸、井、门、塔、筒、墩、墙等采用滑动模板施工技术已经十分成熟,但外形复杂、有多道横向联系,预埋件多、钢筋密集的结构,使滑模工艺受到限制,本工法重点解决了这一难题,使得滑模技术的应用领域更加广泛。

关键词:取水塔闸墩滑模施工
1 概述
大伙房水库输水二期工程取水塔砼结构复杂,闸墩上门槽(拦污栅槽、检修门槽、三层工作门槽、滤网门槽、事故门槽、快速门槽等)密布,且联系梁(胸墙、闸门底梁、支撑梁等)较多,其结构的特殊复杂性,国内少见。

2 工法特点及工艺原理
该工法特点是将取水塔工作闸门段、旋转滤网段、收缩段、快速闸门段与多道横向支承梁分开浇筑,将复杂形体结构,化转成不同样式的滑模,解决了整体滑升浇筑的施工难题。

混凝土墩墙体外观平整、光洁,无缺陷,质量满足设计和规范要求。

工艺原理是根据不同结构,设计成不同形式的滑模。

通过千斤顶与提升架的支撑杆相互作用来实现滑模滑升。

即液压系统供油,使千斤顶沿着支撑杆向上爬升,同时带动提升架、模板以及操作平台一起上升。

千斤顶完成一次爬升,与千斤顶连成一体的滑模也完成一次爬升。

墩间支承梁先预留孔洞,间墩到顶后,再支模浇筑支承梁混凝土。

3 施工工艺及操作要点
3.1 施工工艺
分解滑模类型→滑模设计→滑模安装→滑模混凝土浇筑→修面及养护→滑模拆除→墩间支承梁浇筑。

3.2 操作要点
3.2.1 分解滑模类型
进水塔结构复杂,按结构分有工作闸门段、旋转滤网段、收缩段、快速闸门段,将上述复杂结构化转成单一型式,按各闸墩特点分开设计模板,然后根据浇筑能力、滑升速度、各闸墩断面大小形状等综合因素,将各单一模体进行组装连成整体。

3.2.2 滑模设计
(1)模体结构
模体用液压调平内爬式滑升模板,应有足够的强度、刚度及稳定性,整个模体设计为钢结构。

滑模装置主要由模体、辅助系统和提升系统等几部分构成。

①滑模模体。

包括钢桁架、模板、护栏、安全网。

模体采用轻型钢桁架保证整体刚度,钢面板6mm厚,模体高度为1.26m,宽1.0m,底口为结构设计尺寸,上口较底口缩小3～5mm,以便于脱模。

桁架顶面铺50mm厚木板形成操作平台,周边设有1.2m高护栏,并挂设安全网。

②辅助系统。

包括抹面平台、洒水管。

在模体下方约2.7m处悬挂一辅助盘,用φ20圆钢悬挂于桁架下。

辅助盘全周固定一根φ25mm 塑料管,与高压水管连接,在管的砼侧打若干小孔,用于砼表面养
生。

③提升系统。

包括爬升杆、提升架和液压系统。

爬升杆采用φ48×3.5mm焊管,其承载力及稳定性符合要求。

提升架与模体采用槽钢焊接,可使模体增加整体性,同时带动模体沿爬升杆向上滑动。

(2)千斤顶及支撑杆数量选择(以边墩为例)
根据模体总重量(包括滑升摩阻力、自重、施工荷载)和单根支撑杆承载力、千斤顶起重量等计算支撑杆数量,并在闸墩上下游角点、门槽转角等摩阻力较大部位适当增加支撑杆,以保证各支撑杆均匀受力。

3.2.3 滑模制作安装
(1)滑模制作。

形成钢桁架的型钢采用满焊连接,以保证整体结构的刚度和强度。

面板与桁架之间采用间断焊,充分控制变形。

模体结构中线、边线、锥度、提升架垂直度、面板平整度千斤顶位置等的制作安装偏差按照规范进行控制。

(2)滑模组装。

在工作面现场组装,组装完毕并进行千斤顶、爬杆安装固定,液压系统安装,测量放线后,达到验收合格条件。

(3)千斤顶进行试验编组
①耐压:加压12mpa,5min不渗不漏;
②备用如簧、上卡头、排油弹簧、楔块、密封圈、卡环、下卡头等易损配件。

3.2.4 滑模混凝土浇筑
滑模施工工艺流程为:施工准备→钢筋绑扎→混凝土浇筑→平仓、
振捣→滑模提升→修面养护。

(1)施工准备。

起滑前,要完成混凝土表面凿毛和冲洗工作,对于超出结构线的钢筋进行调正。

在现场敷设一条3×25+1×10动力电缆,另备一台50kw柴油发电机,以确保停电时不发生粘模事故。

(2)钢筋绑扎:竖向钢筋采用套筒螺栓连接以加快进度;水平钢筋改在竖向钢筋内侧,随着滑模提升同步绑扎连接,以免与滑模提升架
干扰;钢筋保护层利用支撑杆控制。

(3)混凝土浇筑:本工程砼浇筑采用门机吊吊罐入仓砼。

滑模施工按以下顺序进行:下料－平仓振捣－滑升－钢筋绑扎－下料。

滑模滑升要求整个仓面对称均匀下料,混凝土塌落度9～11cm,正常施工按30cm一层进行分层,模板滑升时停止振捣。

正常滑升每次间隔按1小时,控制滑升高度小于20cm,日滑升高度控制在2.5～3m左右。

砼浇筑其他要求同常规砼。

(4)模板滑升
施工设专人观察和分析混凝土表面情况,同时由质检或试验人员检查砼料,发现异常情况及时处理。

(5)滑模控制
滑模过程中采用了中线控制和水平控制。

中线日常测量在地面投放中线测量点,模体上悬挂垂球。

滑升时当垂直度偏移超过3mm时,采取纠偏措施。

水平测量在模体下游侧中心和右侧中心每边安置一个水平仪,每班测2次。

(6)滑模施工中出现问题及处理
①纠偏。

利用千斤顶自身纠偏,避免造成混凝土表面拉裂、死模、滑模变形、爬杆弯曲等事故发生。

②爬杆弯曲处理。

爬杆弯曲时,采用加焊钢筋或斜支撑,弯曲严重时切断,接入爬杆重新与下部爬杆焊接,并加焊“人”字型斜支撑。

③模板变形处理。

对部分变形较小的模板采用撑杆加压复原,变形严重时,将模板拆除修复。

3.2.5 修面及养护
砼脱模后即用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补,并连续对混凝土进行喷水养护14天。

对于局部漏振或骨料集中的砼面,脱模后立即将集中的大骨料凿掉,并采用同标号的细骨料混凝土或砂浆填充,并用抹子抹平压实。

4 结语
4.1 创新点
(1)通过模体组装实现多个闸墩同步滑升,加快了施工进度,减少了安全隐患;
(2)梁窝部位引入免凿毛技术,大大减少了施工难度和加快了施工
进度。

4.2 效益分析
本工程取水塔闸墩包括分流墩共计14个,各段闸墩在不同高程设
计有胸墙、底梁、支撑梁以及牛腿等结构共62个,闸墩砼总量31179m3。

与常规模板砼浇筑相比较,工期缩短了一半,节约近1/3
的人力,以及节约大量的材料量,同时大大减少安全隐患以及安全
投资。

估算每立方砼节约直接成本80.2元,具有可观的经济效益。

4.3 推广前景
在水工建筑物中如:闸、井、门、塔、筒、墩、墙等采用滑动模板施工技术已经十分成熟,具有施工速度快、质量好、成本低等优点。

但外形复杂、有横向联系,预埋件多、钢筋密集的结构,使滑模工艺受到限制,本工法重点解决了这一难题,使得滑模技术的应用领域
更加广泛。